pH van het beslag

OVER DE pH VAN BESLAG

Ik maak graag Engelse IPA’s. Meet ik de pH vóór of na de toevoeging van mout? En welke pH wil ik hebben en wat is de beste manier om het gewenste resultaat te krijgen?
Vragen over de pH en wat dat met brouwen te maken heeft zijn heel oud. Zó oud, dat de pH schaal is ontworpen en in de wereld is geïntroduceerd door Søren Peter Lauritz Sørensen, die hoofd was van het Carlsberg brouwerij lab in Kopenhagen, Denemarken, van 1901 tot 1938.
Mouters en brouwers houden de pH scherp in de gaten vanwege de invloed die de pH heeft op alle biochemische processen. Zelfs al kijk je maar vluchtig naar dit onderwerp dan zie je al dat mout kleur, enzymactiviteit tijdens het maischen, kleurontwikkeling en hopextractie tijdens het koken, de troebeling in de whirlpool, microbiële activiteit in het wort vóór en na het aanenten en de oxidatieve en kolloïdale stabiliteit van het gebottelde bier, voorbeelden zijn van de talloze aspecten van de invloed van pH. Wat volgt is niet een onsamenhangende reis door dit interessante konijnenhol.

Voor of na?
Sinds het leven zo veranderde in het begin van 2020 heb ik veel meer tijd doorgebracht op amateurbrouw social media. De vraag wanneer je de pH moet stellen/regelen blijkt een veel voorkomende vraag te zijn. Ik zag dat mijn vriend en BYO-lid Denny Conn vaak korte opmerkingen poste over dit onderwerp. Het antwoord is simpel: controleer de pH van het beslag nadat de mout is toegevoegd aan het water en de mout een tijdje is geroerd. “Een tijdje”? Daarover zo iets meer.
Zonder nou meteen in details te verzanden, de pH van je brouwwater vertelt maar een klein deel van het verhaal, omdat er drie componenten zijn in het water die veel invloed hebben op de pH van het beslag (kalk, carbonaat/bicarbonaat en magnesium) en slechts één van deze drie, namelijk het carbonaat/bicarbonaatgehalte, heeft invloed op de pH van het water. En dat is niet alleen omdat carbonaat/bicarbonaat een buffersysteem is waarover je een heel hoofdstuk organische chemie kunt schrijven. Voor brouwers is het genoeg om te weten dat de pH van het brouwwater niet interessant is omdat de pH van het beslag wordt beïnvloed door componenten in het water EN in de mout. Dus, wanneer moet een brouwer de pH van het beslag meten? Natuurlijk even na het inmaischen. Eiwitten, afgebroken eiwit, fosfaat en andere organische moleculen met carbonzuur-groepen reageren met calcium (kalk) en magnesium en laten protonen vrij in het beslag; hierdoor wordt de pH lager. Maar het carbonaat/bicarbonaat systeem buffert en dat duwt de pH weer wat omhoog. Maar omdat al deze reacties wat tijd nodig hebben is het evenwicht niet meteen bereikt: het kost wat tijd voordat de pH in balans is. En zoals met veel dingen bij het brouwen: je kunt niet met zekerheid zeggen na hoeveel de pH is gestabiliseerd: 15 minuten is meestal wel lang genoeg, maar de pH stabiliseert meestal ook wel in 5 - 10 minuten. Dus in de volksmond zeggen doorgewinterde brouwers: “wacht effe na inmaischen voor je de pH controleert”.

IPA
Laten we er eens vanuit gaan dat je hebt ingemaischt voor een lekker hoppige Engelse IPA. Het recept is klassiek: 80 % Golden Promise mout, 15 % geroosterde mais en 5 % medium kristalmout. We wachten 15 minuten en nemen een monster. En dan? Als de brouwer wat praktisch is ingesteld heeft-ie een pH meter met een electrode die tegen hoge temperaturen kan en hij meet de pH. Anderen zullen het beslag koelen tot 20 ̊C voordat ze meten. Dus, 15 - 25 minuten later hebben we de pH-waarde. Maar we meten een pH van 5,6 en eigenlijk wilden we een pH van 5,4. Zal die praktische brouwer dan zuur toevoegen? Nou, dat hangt af van die praktische brouwer. Deze praktische brouwer zou een aantekening maken in zijn logboek, zou in het monster wat zuur toevoegen om uit te zoeken hoeveel echt nodig was geweest en deze info bij een volgende brouwsel gebruiken. Het probleem voor veel amateur brouwers is dat het volgende brouwsel meestal een volstrekt ander bier is. Dus nog een keer: de pH van het brouwwater is niet interessant want de pH van het beslag hangt af van componenten in het water EN in de mout. De gewenste pH is ook één van die dingen die afhangen van wat je wilt. De algemene regel is dat de pH 5,4 - 5,6 moet zijn (gemeten bij 20 ̊C).

Aanpassen van de pH van het beslag
De drie meest gebruikelijke methoden om de pH van het beslag aan te passen zijn door toevoegen van zout aan het water (bijvoorbeeld gips of calciumsulfaat), door je moutkeuze en door toevoegen van zuur. Het is handiger om naar de toegepaste methoden te kijken dan om je te verdiepen in de chemie die erachter zit, want dat is echt complex. Maar je moet/kunt wel een paar “eenvoudige” berekeningen doen om de pH van je beslag in te schatten. Hieronder een methode om die pH te schatten:
Geschatte beslag pH = (wort pH van mout-analyse) + (RA x 0,03) - (% kristalmout x 0,025) - (% licht geroosterde mouten x 0,03) - (% donker geroosterde mouten x 0,05) - (% zuurmout x 0,01). RA (of rest-alkaliteit) = (gehalte carbonaat/bicarbonaat in water (ppm) x 0,046) - (gehalte calcium in water (ppm) x 0,04) - (gehalte magnesium in water (ppm) x 0,03).

Hier volgt een rekenvoorbeeld:

Stel dat we 95 % basismout hebben en 5 % kristalmout (bij deze methode hebben we dus geen andere granen gebruikt) en dat het water 60 ppm carbonaat/bicarbonaat bevat, 120 ppm calcium en 20 ppm magnesium. Voor dit brouwsel moet je wel de beschikking hebben over het analyse-certificaat (COA, certificate of analysis) van de mout. Die informatie is niet altijd gemakkelijk te vinden, maar laten we voor deze mout aannemen dat we weten dat de pH-waarde 5,9 is bij 20 ̊C.
RA = (60 x 0,046) – (120 x 0,04) – (20 x 0,033) = -2,70
Geschatte pH van het beslag = (5,9) + (-2,70 x 0,03) – (5 x 0,025) = 5,7 bij 20 °C.
In dit voorbeeld is de berekende pH van het beslag hoger dan wat we willen. De mogelijkheden om de pH aan te passen zijn door middel van de chemie van het water, heet aanpassen van de moutkeuze en het toevoegen van zuur. De berekeningen hierboven laten zien hoe je via water of moutkeuze de pH kunt veranderen. Maar hoe zit het met gebruik van zuur? Dat is beslist een heel effectieve, vrij gemakkelijk en veel toegepaste methode, met melkzuur en fosforzuur als meest gebruikte zuren door brouwers.
De algemene regel is dat met 0,66 gram van 88 %-ig melkzuur of 85 %-ig fosforzuur per kg mout (in 3 liter water) de pH met 0,1 eenheid zal zakken.

Bier stabiliteit, pH en droog hoppen
Een onderwerp dat in de nabije toekomst beslist meer aandacht gaat krijgen is het verband tussen de pH van bier en droog hoppen. In het algemeen kun je zeggen dat de pH van het bier stijgt door droog hoppen. Praktijkbrouwers en bier wetenschappers hebben gezien dat door de heel grote hoeveelheden drooghop, die gebruikt worden bij troebele IPA’s, de pH van gebotteld bier > 5,0 uitkomt. De pH van bier is gewoonlijk 4,2 - 4,8 en als de pH boven de 5,0 komt gaan de oxidatieve en microbiologische stabiliteit onderuit. Een techniek die wat aandacht trekt is pH correctie na het koken om de pH vóór de vergisting te laten zakken tot 4,8. Sommige brouwers doen ook wel pH aanpassingen na de vergisting om de pH van gebotteld bier te verlagen om de oxidatie-stabiliteit te verhogen. Dit alles dankzij de aandacht voor pH. Ik hoop dat deze informatie je helpt om goede bieren te maken.

Chris Bennet

bron: Brew Your Own

Vertaald door Fons Michielsen